机电一体化毕业论文--变频器的作用及原理

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1、1 毕毕 业业 设设 计计 论论 文文 专专 业：机电一体化技术业：机电一体化技术 班班 级：级： 姓姓 名：名： 学学 号号: : 指导老师：指导老师： 2 变频器的作用及原理 近年来随着电力电子技术、功率半导体器件及变频控制理论的 发展，变频器作为一种智能控制电源已被广泛应用于各行业，90 年 代初期主要以进口品牌为主如富士、三菱、西门子、ABB 等，90 年 代中期国产变频器日渐出现在市场上，主要以通用型变频器为主。目 前国产变频器技术已逐渐成熟，国产变频器市场占有率也逐渐提高， 本文主要讲述变频器通用型在应用中的工作原理及其作用。 3 目 录 1 变频器工作原理基础.4 2 变频器的作

2、用.11 3 通用型变频器主电路 18 结束语 19 参考文献20 4 1 变频器工作原理基础 1 基本概念 （1） VVVF 改变电压、改变频率（Variable Voltage and Variable Frequency）的缩写。 （2） CVCF 恒电压、恒频率（Constant Voltage and Constant Frequency）的缩写。 各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂， 其电压和频率均 200V/60Hz（50Hz）或 100V/60Hz（50Hz） 。通 常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交 流电的装置称作“变频器”。为了产生可变

3、的电压和频率，该设备 首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC） 。然后再把直流 电（DC）变换为三相或单相交流电（AC） ，我们把实现这种转换 的装置称为“变频器”（inverter） 。 变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有 电机 （例如空调等） ， 还有荧光灯等产品。 用于电机控制的变频器， 既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要 用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池（直流电）产生 交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理 被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电， 在该项应用中， 变频器用于抑制反向电压、频率的波动

4、及电源的瞬间断电。 2 电机的旋转速度为什么能够自由地改变 （1) r/min 电机旋转速度单位： 每分钟旋转次数， 也可表示为 rpm。 5 例如： 4极电机 60Hz 1,800 r/min， 4极电机 50Hz 1,500 r/min， 电机的旋转速度同频率成比例。 本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业领域所使用的 大部分电机均为此类型电机。 感应式交流电机（以后简称为电机） 的旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。电机的极数是固定 不变的。由于极数值不是一个连续的数值（为 2 的倍数，例如极 数为 2， 4， 6） ， 所以不适合改变极对数来调节电机的速度。 另外， 频率是电机供电

5、电源的电信号，所以该值能够在电机的外面调节 后再供给电机， 这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此， 以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。 n = 60f/p，n: 同步速度，f: 电源频率 ，p: 电机极数，改变 频率和电压是最优的电机控制方法 。如果仅改变频率，电机将被 烧坏。特别是当频率降低时，该问题就非常突出。为了防止电机 烧毁事故的发生， 变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压， 例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从 60Hz 改变到 30Hz，这时变频器的输出电压就必须从 200V 改变 到约 100V。 例如： 为了使电机的旋转速度减半

6、，变频器的输出 频率必须从 60Hz 改变到 30Hz， 这时变频器的输出电压就必须从 200V 改变到约 100V。 3 关于散热的问题 如果要正确的使用变频器, 必须认真地考虑散热的问题。变 频器的故障率随温度升高而成指数的上升。使用寿命随温度升高 6 而成指数的下降。 环境温度升高 10 度，变频器使用寿命减半。因 此，我们要重视散热问题啊！在变频器工作时，流过变频器的电 流是很大的, 变频器产生的热量也是非常大的，不能忽视其发热 所产生的影响。 通常， 变频器安装在控制柜中。我们要了解一台变频器的发 热量大概是多少，可以用以下公式估算： 发热量的近似值 变 频器容量（KW） 55 W在这里, 如果变频器容量是以恒转矩负 载为准的(过流能力 150% * 60s) 如果变频器带有直流电抗器或 交流电抗器, 并且也在柜子里面, 这时发热量会更大一些。 电抗 器安装在变频器侧面或测上方比较好。这时可以用估算: 变频器 容量（KW） 60 W因为各变频器厂家的硬件都差不多, 所以上 式可以针对各品牌的产品. 注意：